【正文】 但到 1945 年 8 月，希特勒在蘇聯(lián)紅軍的沉重打擊下早已?？傊?，這樣就為 最終能在日本投擲原子彈鋪平了道路。結果在芝加哥“冶金研究所”有 87％的人贊成將原子彈用于戰(zhàn)場。 42 最后，科學顧問們?yōu)榱双@得一個能代表大家看法的折衷意見，就進一步征求那些了解當時戰(zhàn)爭形勢人們的看法，并請他們投票表決。那才是我們內心真正的期望，才是我們敢于使用原子彈的論點”。然而這真是一幕悲劇，這種巨大無比的力量將第一次被用來進行傷害人類的勾當。而總統(tǒng)的科學顧問又把此事提交給由奧本海默、勞倫斯、費米和康普頓四人所組成 的臨時科學討論小組，請他們提出如何對待這一問題的決策報告。 原來積極要求愛因斯坦寫信給當時美國總統(tǒng)羅斯福敦促盡快發(fā)展核彈的西拉德，此時此刻也意識到這件事的嚴重性。為此許多人曾聯(lián)名向有關當局遞 交了請愿書，反對輕率使用這種武器來對付當時的敵國日本，并且要求美國政府立即著手對這種新式武器必須實行國際監(jiān)督。 第一顆原子彈首次試爆成功的消息，很快傳遍了曼哈頓工程區(qū)的每一個角落。 至于供試驗用的那座高塔也完全被高溫蒸發(fā)得無影無蹤，卻留下了一個邊緣傾斜的大坑。在半徑為 公里范圍內，所有蔬菜、各種動物 (試驗前預先安置好的 )以及其它各種有生命的東西都被破壞 無遺，就連一條響尾蛇或一根青草都劫數(shù)難逃。 當時在場參觀的約有 1000 多名各方面代表，其中有放射醫(yī)學家、氣象學家、工程師、數(shù)學家、爆炸專家、軍事參謀、政府官員和英國等外國政府代表。只見一個大火球似 41 的五顏六色的火云，上下不斷翻滾，并逐漸擴大向天空升起， 最后形成巨大的蘑菇云，扶搖直上成為高達十公里的擎天柱，其情景十分壯觀。 幾秒鐘后，人們就聽到由強大的沖擊波所形成的隆隆巨響。 在爆炸前 20 分鐘，全體工作人員各就各位，而在營地上的人們都奉令臉向地面，腳朝爆炸方向臥倒，并用雙手蒙住閉起的眼瞧。操縱中心離鋼塔幾公里，能把爆炸過程中的各種情況詳細地記錄下來。所有這一切也是和奧本海默得力的指揮和周密計劃分不開的。這里四面環(huán)山，人煙稀少，很適合安全和保密等試驗條件。這是一個根據(jù)內爆型原理設計的钚試驗裝置。美國政府差不多在整整四年時間內，調集了 15 萬科技人員，動用了全國三分之一的電力，總共花費了 20 多億美元。外形尺寸高為 米，而最粗處的直徑約為，因此人們把它叫做“胖子”。同時為了能可靠地同時引爆，每塊安上兩個電雷管。在超臨界條件下，钚 — 鈹中子源能加速鏈式反應的進行，并能保證在規(guī)定的瞬間發(fā)生核爆炸的可靠性。 1945 年 8 月 9 日，美軍投在日本長崎的第二顆原子彈，就是采用“內爆型”結構，用钚 239 作核裝料的炸彈。由于這種“內爆型”結構的原子彈產生壓縮效應的時間遠比“槍型”結構的合攏時間為短，因此可避免過早點火的缺點。通過電雷管同步點火，使外層炸藥各點同時起爆，這樣就能形成一種向球心聚焦的壓縮波 (又稱內爆波 )，而小球瞬間將受到猛烈的向心壓緊力，結果使核裝料密度大大增加，達到超臨界質量條件。 40 第二種類型的原子彈是“內爆型”原子彈，它是一個利用雙層普通烈性炸藥制成的球形裝置，在球的中心安置著一個小于臨界質量的核裝料小球，小球的外圍為反射層。由前可知一公斤鈾 235(或钚 239)全部裂 變將釋放大約 18000 噸梯思梯當量?？傃b料為 16～ 25 公斤鈾 235。 1945 年 8 月 6 日，美國投在日本廣島的第一顆原子彈，就是這種槍型結構式原子彈，代號“小男孩” (也叫瘦子 )。而堅固的彈體能使反應有充裕的時間，可提高核爆炸的威力。 從結構上看，我們可把原子彈看成是由核裝料、引爆裝置和彈殼 等部分組成的。而所謂臨界質量是指使裂變物質在特定條件下，能夠實現(xiàn)自持鏈式反應所需的最少裂變物質的數(shù)量，與臨界質量相對應的裂變物質的體積被叫作臨界體積。后來的結果表明他確是一位令人滿意的非常杰出的科學家，因而人們常把他稱為原子彈之 父，即第一個制成原子彈的人。加上他所具有的特殊才能和組織管理能力，使他在 1942 年夏天被美國政府正式任命為設計和制造原子彈的主要負責人。 在原子彈的研制過程中，最值得一提的是美國杰出的物理學家奧本海默的重要貢獻。而另外一種核裂變燃料钚 239 也在華盛頓州的漢福特原子能中心的生產堆上，經過同位素分離最后被獲得。 39 原子彈和氫彈 建造原子彈的關鍵在于能否獲得高濃縮的鈾 235 和钚 239 這兩種核裝料。核聚變也會放出巨大的能 量，而且比核裂變放出的能量更大。核聚變的過程與核裂變相反，是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。 1 克鈾235 完全發(fā)生核裂變后放出的能量相當于燃燒 噸煤所產生的能量。這些原子的 原子核在吸收一個中子以后會分裂成兩個或更多個質量較小的原子核，同時放出二個到三個中子和很大的能量，又能使別的原子核接著發(fā)生核裂變 …… ，使過程持續(xù)進行下去，這種過程稱作鏈式反應。 核裂變和核聚變 核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核的變化。 中子不帶電，用中子做炮彈轟擊重核，易于進入原子核內部，為此，科學家制造了中子源，實現(xiàn)重核裂變。 三、 核物理和粒子物理 十九世紀末，倫琴射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)，人們認識到原子不是物質結構的最小單位，人們的認識進入原子核層次，基本粒子也不基本。九一八事變后，他一再向各國呼吁，用聯(lián)合的經濟抵制的辦法制止日本對華軍事 侵略。戰(zhàn)后，為開展反對核戰(zhàn)爭的和平運動和反對美國國內法西斯危險，進行了不懈的斗爭。于是羅斯福決心制造原子彈，于1945 年在新墨西哥州試驗成功。 1933 年納粹攫取德國政權后，愛因斯坦是科學界 首要的受迫害對象，幸而當時他在美國講學 ，未遭毒手?？墒菒垡蛩固共⒉话炎约旱淖⒁饬ο抻谧匀豢茖W領域，以極大的熱忱關心社會，關心政治。 70 年代和80 年代一系列實驗有力地支持電弱統(tǒng)一理論，統(tǒng)一場論的思想以新的形式又開始活躍起來。 廣義相對論建立后，愛因斯坦試圖把廣義相對論再加以推廣，使它不僅包括引力場，也包括電磁場 ，就是說要尋求一種統(tǒng)一場理論，用場的概念來解釋物質結構和量子現(xiàn)象 。1916 年，他預言引力波的存在。同時，他推斷由遙遠的恒星所發(fā)的光，在經過太陽附近會彎曲（見光線引力偏折）。經過多年的努力，終于在 1915 年建立了本質上與牛頓引力理論完全不同的引力理論 —— 廣義相對論。他從伽利略發(fā)現(xiàn)的引力場中一切物體都具有同一加速度（即慣性質量同引力質量相等）的實驗事實，于 1907 年提出了等效原理： “ 引力場同參照系的相當?shù)募铀俣仍谖锢砩贤耆葍r。狹義相對論已成為后來解釋高能天體物理現(xiàn)象的一種基本的理論工具。由此可以解釋放射性元素（如鐳）所以能放出大量能量的原因。在這一體系中，運動的尺子要縮短，運動的時鐘要變慢。愛因斯坦則認為出路在于對整個理論基礎進行根本性的變革。 19世紀末是物理學的變革時期，新的實驗結果沖擊著伽利略、 經典物理學體系。 相對論作為愛因斯坦終生事業(yè)的標志是他的相對論。這種運動是一些極小的微粒懸浮在液體中的不規(guī)則運動，首先被。其中受激發(fā)射概念，為 60 年代蓬勃發(fā)展起來的激光技術提供了理論基礎。在這項研究中他把統(tǒng)計物理概念和量子論結合起來，提出自發(fā)發(fā)射及受激發(fā)射等概念。 1916 年他又把量子概念擴展到物體內部的振動上去，基本上說明 了低溫下固體比熱容同溫度間的關系。以后的物理學發(fā)展表明：波粒二象性是整個微觀世界的最基本的特征。 1905 年他在《關于光的產生和轉化的探討》一文中，把普朗克的量子概念擴充到光在空間中的傳播，提出光量子假說，認為：對于時間平均值（即統(tǒng)計的平均現(xiàn)象），光表現(xiàn)為波動；而對于瞬時值（即漲落現(xiàn)象），光表現(xiàn)為粒子（見量子光學）。然而，大多數(shù)人，包括普朗克本人在內，都不敢把能量不連續(xù)概念再向前推進一步，甚至一再企圖把這一概念納入經典物理學體系。量子論是普朗克于 1900 年為解決黑體輻射譜而提出的一個假說。愛因斯坦在量子論、分 子運動論、相對論等物理學的三個不同領域取得了歷史性成就，特別是狹義相對論的建立和光量子論的提出，推動了物理學理論的革命，他對社會進步事業(yè)也有重要貢獻。 1940 年入美國籍。 1914 年，應 請，回德國任威廉皇家物理研究所所長兼柏林大學教授。他早期的一系列歷史性成就都是在這里作出的。 1900年畢業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學并取得瑞士籍。 1879 年 3 月 14 日生于德國烏耳姆鎮(zhèn)的一個 小業(yè)主家庭， 1955年 4 月 18 日卒于美國普林斯頓。 36 廣義相對論：一、現(xiàn)實的物質空間不是平直的歐幾里得空間，而是彎曲的黎曼空間；二、它的彎曲度取決于物質在空間的分布情況，物質密度大的地方，引力場的強度也大，空間彎曲的也厲害，時間也要相應地變慢。 主張拋棄以太說的科學家有彭加勒和愛因斯坦。 二、 愛因斯坦和相對論 丹麥物理學家玻爾在 1911 年提出了原子結構理論，玻爾說“科學是沒有國界的，它的成就將是人類共同的財富”。1896 年法國物理學家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾， 1898 年法國的居里夫婦發(fā)現(xiàn)了釷，接著發(fā)現(xiàn)了釙和鐳， 1902年提煉氯化鐳 克， 1903 年三人被瑞典政府授予諾 貝爾物理學獎。 1895 年德國的倫琴發(fā)現(xiàn) X 射線，又叫倫琴射線。雖然愛迪生的發(fā)明中沒有哪一個單項鶴立 雞群、獨占鰲頭，但是應該記住他做出的不只是一種發(fā)明，而是一千種。今天如果根本沒有留聲機或錄音機，相對來說也無關緊要。 留聲機當然是一種巧 奪天工的儀器，但是人們都認為，它同象收音機、電視或電話給我們日常生活帶來的變化相比則黯然失色。事實上，日光燈這個運用完全不同的原理而做出的發(fā)明，也被廣泛地使用；如果根本沒有白熾燈泡，我們的日常生活也不會與現(xiàn)在迥然不同。但是如果我們分別來看他的發(fā)明，就會發(fā)現(xiàn)其中沒有哪一項具有真正的重大意義。 人們公認愛迪生是天才，是曾出現(xiàn)過的最偉大的發(fā)明天才。愛迪生結過兩次婚 （他的第一個妻子年青時夭折），兩個妻子均給他生三個孩子。 1882 年他發(fā)現(xiàn)在接近真空狀態(tài)下，電流可以在彼此不相接觸的電線之間通過，這個現(xiàn)象叫做愛迪生效應，它不僅有重大的理論意義，而且有重要的實際應用，終于導致了真空管和電子工業(yè)的創(chuàng)立。愛迪生不僅是一位發(fā)明家，還從事制造工作，并且組建了幾個公司，其中最重要的公司后來成為通用電氣公司。自從那時以來許多工業(yè)公司部建立了大型的研究實驗室，它們的原型就是愛迪生的這個實驗室?？傆嬈饋?，愛迪生獲得了一千多個單項發(fā)明的專利權，這的確是一個令人難以置信的數(shù)目。他對電話（他的碳精送話器顯著地提高了可聽性）、電報和打字機 均做了重要的改進。由于愛迪生所建輸電網的電力便于利用，因此它極大地促進了電在工業(yè)上的應用。 愛迪生建立了第一家輸電公司，把電力送到私人家中，為一種巨大工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎。早在幾年前巴 黎就使用孤光燈為街道照明。但是對世界來說更重要的是 1879 年他發(fā)明了一種實用的白熾燈泡。愛迪生隨之又做出了一系列其它發(fā)明，很快就名利雙收。愛迪生于 1847年在俄亥俄州米蘭鎮(zhèn)出生，他只受過三年的正規(guī)教育，他的老 師認為他是一個智力遲鈍的學生！ 愛迪生在他年僅二十三歲時就做出了他的首項發(fā)明──電子投票計錄器，這樣的儀器沒有銷路，從此愛迪生專心致志地發(fā)明他預計能夠容易打入市場的東西。哈特 著 蘇世軍 周宇 譯 32 公元 1847～公元 1931 發(fā)明大王托馬斯愛迪生 ［美］邁克爾 進化論思想：一、生物是進化來的，既不是上帝創(chuàng)造的，也不是一成不變的；二、變異是生物普遍存在的現(xiàn)象，變異的基本原因是生活條件的改變；三、通過人工培育可以產生新種；四、相似的生物起源于一個共同的祖先，一切生物最初的起源是單一的；五、自然選擇是通過生存斗爭實現(xiàn)的，物競天擇，適者生存，優(yōu)勝劣汰是 生物進化的基本規(guī)律。 基本觀點：一、按原子量排列的元素具有周期性，所有元素都不是孤立的；二、原子量的大小決定元素的特征；三、從周期表中可知，有的元素還未發(fā)現(xiàn)，要留有空位；四、知道同類元素的原子量后，可以修定元素的原子量。 1789 31 年法國化學家拉瓦錫把當時認識的 32 種元素分為氣體、非金屬、金屬、土質 四大類，意大利的科學家康尼查羅提出了從分子量測定原子量的方法，許多元素的原子量得到精確的測定。 定律：自然界中的一切物質都具有能量，能量有各種不同的形式， 它能從一種形式轉化為另一種形式，由一個系統(tǒng)傳遞給另一個系統(tǒng)，而在轉化和傳遞過程中總能量守恒。 災變論和漸變論之爭，居維葉提出恐龍的滅亡是 6500 萬年前，一顆超新星的爆炸 放出的銥造成的，也有人認為是彗星撞擊地球造成的。恒星的起源分為四個階段，即幼年 中年 紅巨星（老年） 白矮星和中子星（臨終期）。 30 第二次技術革命 一、天文學方面 天體起源和演化假說，在太陽系產生之前，宇宙彌漫著原始星云 ，在引力和斥力的作用下，產生旋渦運動，中心部分形成太陽，外圍部分分離形成行星。 此后，在細胞學說的基礎上，人們對生物界進行了更深人的研究，發(fā)現(xiàn)了細胞的全能性，即任何細胞都具有發(fā)育成完整個體的潛在能力。恩格斯認為細胞學說的建立是最令人信服地檢驗了辯證唯物主義的正確性。細胞學說在哲學上也具有重要的意義，它使千變萬化的生物界通過具有細胞結構這 個共同的標準特征而統(tǒng)一起來。恩格斯說： 有了這個發(fā)現(xiàn)，有機的有生命的自然